(57)【要約】  バックドライブ現象時にバックドライブデカップラで出力シャフトをエンジンとの係合からはずすための方法およびデカップラ。バックドライブデカップラは、ねじ付きシャフト、および出力シャフトをねじ付きシャフトに選択的に結合する保持機構を含む。バックドライブ現象時、デカップラは出力シャフトをエンジンから切り離す。【選択図】図２
2019519716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックドライブ時に、ねじ付き部分（２０７）を有する出力シャフト（２０２）を切り離すためのデカップラ組立体（１９０）であって、
止め部（２１４）を有する第１の端部（２０８）、および駆動シャフト（１３６）に動作可能に結合されるように構成された第２の端部（２１０）を有するねじ付きシャフト（２０４）であって、前記出力シャフト（２０２）の前記ねじ付き部分（２０７）に対して選択的に受け入れ可能で軸方向に移動可能なねじ付きシャフト（２０４）と、
前記出力シャフト（２０２）を前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）に選択的に動作可能に結合する保持機構（２１８）と
を備えるデカップラ組立体（１９０）であり、
駆動トルクが前記出力シャフト（２０２）に伝達されるときには、前記保持機構（２１８）に負荷がかからず、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達されるときには、前記出力シャフト（２０２）、保持機構（２１８）、およびねじ付きシャフト（２０４）に負荷がかかり、前記オーバーランニングトルクが特定レベルに達すると、前記保持機構（２１８）が、前記出力シャフト（２０２）と前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）との連結を解き、前記出力シャフト（２０２）が前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）から離れる方向に移動する、デカップラ組立体（１９０）。
【請求項２】
前記保持機構（２１８）が、前記出力シャフト（２０２）の一部分および前記ねじ付きシャフトの一部分を通って軸方向に延在するシアピン（２１８）であり、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達すると前記ピンが切れる、請求項１記載のデカップラ組立体（１９０）。
【請求項３】
前記駆動トルクが、前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記止め部（２１４）および前記出力シャフト（２０２）を通じて伝達される、請求項１記載のデカップラ組立体（１９０）。
【請求項４】
前記出力シャフト（２０２）を切り離し位置に固定するように構成された係止機構（２２０）をさらに備える請求項１記載のデカップラ組立体（１９０）。
【請求項５】
前記保持機構（２１８）が少なくとも１つの可動要素（３２０）を備え、前記可動要素（３２０）が前記出力シャフト（２０２）の接続部分（３２４）と係合する第１の位置（３２６）と、前記可動要素（３２０）が半径方向内向きに動かされる第２の位置（３２８）との間を前記可動要素（３２０）が移動可能である、請求項１記載のデカップラ組立体（１９０）。
【請求項６】
前記可動要素（３２０）が、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達したとき、前記ねじ付きシャフト（２０４）に受け入れられたチャネル（３２２）内を半径方向内向きに動くボールデテント（３２０）である、請求項５記載のデカップラ組立体（１９０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアタービンスタータ、デカップラ組立体、スタータモータを作動させるための方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンなどの航空機エンジンは、通常の運転では、エアタービンスタータに係合されている。ガスタービンエンジンおよびエアタービンスタータ両方の内部構成部品は一緒に回転し、それぞれギアボックスを含んで、つながっている部品間の減速比または増速比を可能にしている。バックドライブを防ぐために、オーバーランニングクラッチが、エアタービンスタータ出力シャフトとエアタービンスタータギアボックスセクションとの間に配置されている。エンジンがエアタービンスタータの出力シャフトを駆動するときにバックドライブ現象が生じ、その結果、エアタービンスタータのタービンロータを過回転させることがある。バックドライブ現象においては、エアタービンスタータをガスタービンエンジンから切り離すことが望ましいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２９６４９３１号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、本開示はエンジンを始動させるためのエアタービンスタータに関する。このエアタービンスタータは、入口、出口、および入口と出口との間を延在してガスの流れを連通させるための流路を画定するハウジングと、ハウジング内に軸支され、流路内に配置されて、機械的動力をガスの流れから回転可能に取り出すタービン部材と、タービン部材に駆動結合されたギアトレインと、ギアトレインに動作可能に結合された駆動シャフトを有するクラッチと、バックドライブデカップラとを備える。このバックドライブデカップラは、第１の端部、および駆動シャフトに動作可能に結合された第２の端部を有するねじ付きシャフトであって、出力部材のねじ付き部分に対して選択的に受け入れ可能で、軸方向に移動可能であるねじ付きシャフトと、出力部材をねじ付きシャフトの第１の端部に選択的に動作可能に結合する保持機構とを備える。ここで、駆動トルクがクラッチの出力部材から駆動シャフトに伝達されるときには、保持機構に負荷がかからず、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達されるときには、出力部材、保持機構、およびねじ付きシャフトに負荷がかかり、オーバーランニングトルクが特定レベルに達すると、保持機構は、出力部材とねじ付きシャフトの第１の端部との連結を解き、出力部材がエンジンとの係合がはずれる切り離しおよび分離位置を定める。
【０００５】
別の態様では、本開示は、バックドライブ時に、ねじ付き部分を有する出力シャフトを切り離すためのデカップラ組立体に関する。このデカップラ組立体は、止め部を有する第１の端部、およびエンジンの駆動シャフトに動作可能に結合されるように構成された第２の端部を有するねじ付きシャフトであって、出力シャフトのねじ付き部分に対して選択的に受け入れ可能で軸方向に移動可能なねじ付きシャフトと、出力シャフトをねじ付きシャフトの第１の端部に選択的に動作可能に結合する保持機構とを備える。ここで、駆動トルクが駆動シャフトに伝達されるときには、保持機構に負荷がかからず、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達されるときには、出力シャフト、保持機構、およびねじ付きシャフトに負荷がかかり、オーバーランニングトルクが特定レベルに達すると、保持機構が、出力シャフトとねじ付きシャフトの第１の端部との連結を解き、出力シャフトがねじ付きシャフトの第１の端部から離れる方向に移動する。
【０００６】
さらに別の態様では、本開示は、エアタービンスタータを作動させるための方法に関する。この方法は、タービンを利用してガスの流れから機械的動力を取り出して、ギアトレイン、およびねじ付き出力シャフトを有するクラッチを駆動するステップと、駆動トルクを、駆動シャフトから、保持機構によってねじ付き出力シャフトで保持されたねじ付きシャフトを通じて、エンジンに動作可能に結合されたねじ付き出力シャフトに伝達するステップと、バックドライビング時、オーバーランニングトルクが特定のレベルに達したとき、保持機構によって保持することが止められ、その結果、ねじ付き出力シャフトが、エンジンから切り離されるステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書で説明する様々な態様によるアクセサリギアボックスを有するガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】本明細書で説明する様々な態様による、回転シャフトによって図１のアクセサリギアボックスに取り付けられたスタータの断面図である。
【図３】本明細書で説明する様々な態様による、図２のスタータとともに使用するために構成されたデカップラの分解図である。
【図４】本明細書で説明する様々な態様による、回転シャフトに対して第１の位置にある図３のデカップラの断面図である。
【図５】本明細書で説明する様々な態様による、回転シャフトに接触する第２の位置にある図３のデカップラの断面図である。
【図６Ａ】図３のデカップラに対する代替の保持機構の断面図である。
【図６Ｂ】図３のデカップラに対する代替の保持機構の断面図である。
【図７】エアタービンスタータを作動させるための方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、１つの回転機器と結合した回転シャフトの形態で運動を発生する駆動機構に関する。駆動機構の非限定的な一例としては、スタータなど、１つの回転機器を回転駆動するガスタービンエンジンを挙げることができる。スタータには、ガスタービンエンジンを始動すること、およびガスタービンが作動しているときに電力を発生させることを含む様々な用途がある。本明細書で説明する例示的な実施形態は、ガスタービンエンジンとスタータに適用することを対象とするが、本開示の実施形態は、駆動出力部で回転運動を発生して、その回転運動を別の回転機器に与える駆動機構の任意の実装態様に適用することができる。
【０００９】
図１を参照すると、トランスミッションハウジングとしても知られているアクセサリギアボックス（ＡＧＢ：ａｃｃｅｓｓｏｒｙ  ｇｅａｒ  ｂｏｘ）１００を備えるスタータモータまたはエアタービンスタータ１０２が、ガスタービンエンジン１に取り付けられているように概略的に示されている。この組立体は、一般に一体型スタータ／発電機ギアボックス（ＩＳＧＢ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ／Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｇｅａｒｂｏｘ）、または単にエアタービンスタータと呼ばれる。ガスタービンエンジン１は、空気を高圧圧縮領域６０に供給するファン５０を有する吸気口を備える。ファン５０を有する吸気口および高圧圧縮領域はまとめて、燃焼の上流のガスタービンエンジンの「低温セクション」として知られている。高圧圧縮領域６０は、燃焼室１０に高圧空気を供給する。燃焼室では、高圧空気は燃料と混合されて燃焼される。高温の加圧された燃焼ガスは、高圧タービン領域２０および低圧タービン領域３０を通過し、その後ガスタービンエンジンから排出される。加圧されたガスが高圧タービン領域２０の高圧タービン（図示せず）および低圧タービン領域３０の低圧タービン（図示せず）を通過するとき、タービンはガスタービンエンジン１を通過するガスの流れから回転エネルギーを取り出す。高圧タービン領域２０の高圧タービンは、シャフトにより高圧圧縮領域６０の圧縮機構（図示せず）に結合されて圧縮機構に動力を供給することができる。低圧タービンは、シャフトにより吸気口のファン５０に結合されてファン５０に動力を供給することができる。
【００１０】
ガスタービンエンジンは、Ｇｅｎｅｒａｌ  ＥｌｅｃｔｒｉｃのＧＥｎｘまたはＣＦ６シリーズのエンジンなど、現代の民間航空および軍用航空で一般的に使用されているターボファンエンジンとすることができる、あるいは、ターボプロップまたはターボシャフトなどの様々な他の知られているガスタービンエンジンとすることができる。ガスタービンエンジンはまた、低圧タービン領域３０の下流で追加の量の燃料を燃やして排出ガスの速度を上昇させ、それによって推力を増強するアフターバーナを有することもできる。
【００１１】
ＡＧＢ１００は、機械的動力取り出し装置９０によって、ガスタービンエンジン１のタービンシャフト、すなわち、低圧タービンまたは高圧タービンのどちらかに結合される。機械的動力取り出し装置９０は、ＡＧＢ１００をガスタービンエンジン１に機械的に結合するための複数のギアおよび手段を含む。組立体１０２は、ファン５０を含む吸気口領域か、または高圧圧縮領域６０近くのコアのどちらかの外側に取り付けることができる。
【００１２】
次に、図２を参照すると、エアタービンスタータ１０２がより詳細に示されている。一般に、エアタービンスタータ１０２は、入口１１０、出口１１２、および入口１１０と出口１１２との間を延在してガスの流れを連通させる流路１１４を画定するハウジング１０８を含む。エアタービンスタータ１０２は、ハウジング１０８内に軸支され、流路１１４内に配置されて、機械的動力を流路１１４に沿ってガスの流れから回転可能に取り出すタービン部材１１６を含む。さらに、ギアボックス１０１内に配置され、タービン部材１１６に駆動結合されたギアトレイン１１８を回転させることができる。
【００１３】
ギアトレイン１１８はリングギア１２０を含み、例えば、限定するものではないが、遊星歯車組立体、またはピニオンギア組立体を含む任意の歯車組立体をさらに備えることができる。タービンシャフト１２２は、ギアトレイン１１８をタービン部材１１６に結合して、機械的動力を伝達することができる。タービンシャフト１２２は、ギアトレイン１１８に回転可能に取り付けられ、一対のタービン軸受１２４によって支持され、一方、ギアトレイン１１８は、一対のキャリア軸受１２６によって支持される。
【００１４】
ギアボックス内部１２７は、ギアトレイン１１８、リングギア１２０、および軸受１２４、１２６など、内部に収容された機械部品を潤滑および冷却するためにオイルを含むことができる。
【００１５】
タービンシャフト１２２が延在して通る開口１２８があり、タービンシャフト１２２はキャリアシャフト１３０と噛み合い、クラッチ１３２はキャリアシャフト１３０に取り付けられ、一対の離間した軸受１３４によって支持される。駆動シャフト１３６は、ギアボックス１０１の一部分から延在し、クラッチ１３２に結合され、一対の離間した軸受１３４によってさらに支持される。駆動シャフト１３６は、ギアトレイン１１８によって駆動され、ガスタービンエンジン１の動力取り出し装置９０に結合され、その結果、エンジン１の運転はギアボックス１０１に駆動運動を与える。
【００１６】
クラッチ１３２は、タービンシャフト１２２、キャリアシャフト１３０、および駆動シャフト１３６を備える単一の回転可能なシャフト１３８を形成する任意のタイプのシャフト接続部分とすることができる。シャフト接続部分は、限定するものではないが、ギア、スプライン、クラッチ機構、またはそれらを組み合わせたものを含む任意の知られている結合方法によるものとすることができる。シャフト接続部分１３２一例は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃに付与された米国特許第４，２８１，９４２号に開示されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００１７】
ギアボックス１０１およびスタータ１０２は、限定するものではないが、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄、またはチタンなどの高強度軽量金属のダイカストを含む任意の知られている材料および方法によって形成することができる。ギアボックス１０１およびスタータ１０２のハウジングは、組立体１０２に、したがって航空機に不必要な重量を加えることなく、適切な機械的剛性を与えるのに十分な厚さで形成することができる。
【００１８】
回転可能なシャフト１３８は、限定するものではないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、バナジウム、またはモリブデンを含むものなどの高強度金属合金の押出または機械加工を含む任意の知られている材料および方法によって構築することができる。タービンシャフト１２２、キャリアシャフト１３０、および駆動シャフト１３６の直径は、一定とすることができる、または回転可能なシャフト１３８の長さに沿って変えることができる。直径は、ロータとステータの間隔だけでなく、異なるサイズにも対応するように変えることができる。
【００１９】
本明細書で説明するように、ギアボックス１０１またはスタータ１０２のいずれかは、回転シャフト１２２、１３０、１３６の回転を駆動するための駆動機構とすることができる。例えば、始動動作時、スタータ１０２は、回転シャフト１２２、１３０、１３６を回転させるための駆動機構となることができる。これに代わって、通常のガスタービンエンジン１の作動中は、ギアボックス１０１は、回転シャフト１２２、１３０、１３６を回転させるための駆動機構となることができる。非駆動機構、すなわち、駆動機構によって駆動される機器は、回転シャフト１２２、１３０、１３６の回転運動を利用して、例えば、スタータ１０２で発電する回転機器として理解することができる。
【００２０】
駆動シャフト１３６は、バックドライブデカップラ２００を備えるデカップラ組立体１９０にさらに結合され、バックドライブデカップラ２００は、エンジン１に動作可能に結合され、エンジン１とともに回転するように構成された、例えば、出力シャフト２０２とすることができる出力部材と、ねじ付きシャフト２０４とを有する。ねじ付きシャフト２０４は、出力シャフト２０２のねじ付き部分２０６内に選択的に受け入れ可能で、軸方向に移動可能である。
【００２１】
図３は、バックドライブデカップラ２００と駆動シャフト１３６の構成の１つの例示的な実施形態の分解斜視図を示す。出力シャフト２０２のねじ付き部分２０６は、出力シャフト２０２内に３つの螺旋雌ねじを含むように示されためねじ部分２０７とすることができる。出力シャフト２０２の上部または縁２１６は、ねじ付きシャフト２０４の第１の端部２０８の下方に形成することができる。
【００２２】
ねじ付きシャフト２０４は、第１の端部２０８および第２の端部２１０を含み、第１の端部２０８は、出力シャフト２０２のねじ付き部分２０６内に受け入れられる。第１の端部２０８は、出力シャフト２０２の縁２１６と当接する止め部２１４となるように形成された少なくとも一部分をさらに含むことができる。第２の端部２１０は、駆動シャフト１３６内に受け入れられて、駆動シャフト１３６に溶接されたワッシャまたはキャップ組立体２１２で固定される。
【００２３】
ねじ付きシャフト２０４は第１の駆動面２０５を備え、出力シャフト２０２のねじ付き部分２０６は、第１の駆動面と相互係合して駆動トルクを伝達する第２の駆動面２０９を備える。
【００２４】
シアピン２１８を備える保持機構は、出力シャフト２０２およびねじ付きシャフト２０４を通って軸方向に延在することができる。シアピン２１８は、出力シャフト２０２を第１の端部２０８に選択的に動作可能に結合する。出力シャフト２０２および止め部２１４を通じて駆動トルクが伝達されるとき、シアピン２１８は無負荷のままである。
【００２５】
図４は、バックドライブデカップラ２００および駆動シャフト１３６の断面図を示す。クラッチ１３２が係合して、エアタービンスタータ１０２がガスタービンエンジン１を駆動している通常の駆動作動条件下では、シアピン２１８およびねじ付きシャフト２０４は負荷がかかっておらず、一方、止め部２１４には負荷がかかっている。クラッチ１３２の係合がはずれ、ガスタービンエンジン１が特定のレベルより低いオーバーランニングトルクをエアタービンスタータ１０２に伝達するとき、止め部２１４は負荷がなくなり、一方、シアピン２１８およびねじ付きシャフト２０４は部分的に負荷がかかる。
【００２６】
図５を参照すると、クラッチ１３２が働かないときに起きることがあるバックドライブ現象では、クラッチ１３２が係することになる。同時に、ガスタービンエンジン１は、特定のレベル以上のオーバーランニングトルクをエアタービンスタータ１０２に伝達して、シアピン２１８およびねじ付きシャフト２０４に全負荷をかけるようになる。全負荷がかかった状態では、出力シャフト２０２を切り離して出力シャフト２０２を引っ込ませてガスタービンエンジン１との係合をはずして、ねじ付きシャフト２０４の第１の端部２０８から離れるように動かすために、ねじ付きシャフト２０４への負荷がなくなるようにシアピン２１８が切れる。ばねロック２２０を備える係止機構が、出力シャフト２０２を切り離しおよび分離位置に固定するように構成される。
【００２７】
エアタービンスタータ１０２をガスタービンエンジン１から切り離すことによって、エンジンはバックドライブ時に機能し続けることができる。ばねロック２２０は、出力シャフト２０２を定位置に係止し、エンジン１と再係合しないように実装される。伝統的なデカップラでは、出力シャフト２０２はエアタービンスタータ１０２内に留まるが、出力シャフト２０２を取り除くことによって、オーバーランニング中、生じるトルクをエアタービンスタータ１０２に伝えることなく回転することができる。
【００２８】
保持機構の代替の実施形態が、図６Ａおよび６Ｂに示されている。この実施形態は第１の実施形態と同様であり、したがって、同様の部品は１００を加えた同様の番号で識別され、第１の実施形態の同様の部品についての説明は、特記しなければ追加の実施形態に適用されることは理解されよう。この代替の実施形態は、チャネル３２２内に配置された、例えば限定するものではないが、ボールデテントなどの可動要素３２０を含む少なくとも１つのプランジャ３１８を含むことができる。プランジャ３１８は、前述したようなシアピン２１８の代わりに、またはそれに加えて、ねじ付きシャフト３０４の第１の端部３０８内に位置決めすることができる。可動要素は、第１の位置３２６にあるとき、出力シャフト３０２内の棚またはポケット３２４として形成された接続部分と係合する。
【００２９】
オーバーランニングトルクが特定のレベルに達すると、可動要素３２０はチャネル３２２内を第２の位置３２８まで半径方向内向きに動く。したがって、ねじ付きシャフト３０４は出力シャフト３０２との係合がはずれて、出力シャフト３０２がもはやガスタービンエンジン１に結合しない、図５に示したものと同様な位置まで、出力シャフト３０２は動くことができる。
【００３０】
図６Ｂは、３つのプランジャ３１８を示しているが、これは例示する目的のためであって、ねじ付きシャフト３０４の第１の端部３０８内には、これより多い、または少ないプランジャを位置決めすることができることを理解すべきである。
【００３１】
エアタービンスタータ１０２を作動させるための方法４００を図７のフロー図で概説する。方法４００は、４０２において、タービン１１６を利用してガスの流れから機械的動力を取り出し、ひいては駆動シャフト１３６を含めギアトレイン１１８およびクラッチ１３２を駆動することで始まる。４０４において、駆動トルクは、駆動シャフト１３６から、ねじ付きシャフト２０４を通じてエンジン１に動作可能に結合されたねじ付き出力シャフト２０２に伝達される。ねじ付きシャフト２０４は、保持機構、例えば、シアピン２１８または可動要素３２０によってねじ付き出力シャフト２０２内に保持される。特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達され、出力シャフト２０２、保持機構２１８、３２０、およびねじ付きシャフト２０４に負荷がかかるオーバーランは、クラッチ１３２によって可能になる。
【００３２】
オーバーランニングトルクは、エアタービンスタータ１０２からのドラグトルクである。通常の作動中では、このドラグトルクは、軸受１３４、およびエアタービンスタータ１０２内の潤滑剤からの粘性せん断から来る。バックドライブ現象中、オーバーランニングトルクは、すべての軸受１２４、１２６、１３４から来て、アクセサリギアボックス１００によって増幅される。この機械的な利点によって、シアピン２１８が切れることができる。
【００３３】
バックドライビングの場合、４０６において、保持機構２１８、３２０は、オーバーランニングトルクが特定のレベルに達したとき、保持することを止め、その結果、ねじ付き出力シャフト２０２は、エンジン１との係合が完全にはずれるまでエンジンから軸方向に離れるようにねじ付きシャフトに対して回転する。次いで、出力シャフト２０２は、出力シャフト２０２がギアトレイン１１８と再係合しないように保持される。
【００３４】
方向についてのあらゆる言及（例えば、半径方向、上部、下部、上方、下方、左、右、横、前、後、頂部、底部、上、下、鉛直、水平、時計回り、反時計回り）は、あくまでも読み手による本開示の理解を助けるための識別の目的で使用されているにすぎず、とりわけ本開示の位置、配向、および使用に関して限定するものではない。接続についての言及（例ええば、取り付けられる、結合される、接続される、および接合される）は、広く解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、１群の要素間の中間部材および要素間の相対移動を含むことができる。したがって、接続についての言及は、必ずしも２つの要素が直接的に接続されて互いに固定された関係にあることを意味しない。例示される図面は、あくまでも説明を目的とするものであり、添付の図面に反映される寸法、位置、順序および相対サイズは変更可能である。
【００３５】
上図に示されたものに加えて、他の多くの可能な実施形態および構成が本開示によって企図される。加えて、スタータ、ＡＧＢ、またはそれらの構成部品などの様々な構成部品の設計および配置は、いくつかの異なる直列型の構成を実現することができるように配列し直すことができる。
【００３６】
本明細書で開示する実施形態は、エンジンから来るトルク負荷を切り離して、エアタービンスタータ全体のバックドライビングを防ぐためのデカップラを提供する。この切り離しに関連した利点には、損傷したエアタービンスタータを回転して、切り離されていなければエアタービンスタータをさらなる損傷を引き起こす危険性を減らすことが含まれる。切り離すことによって、保持機構を交換する、または再設定することだけが必要となる。これによって、さらに損傷した場合のより費用のかかる交換部品がいらなくなる。
【００３７】
まだ説明していない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造を、望むように互いを組み合わせて使用することができる。１つの特徴を実施形態のすべてに示していないことがあるが、その特徴が不可能であると解釈されることを意味しているのではなく、説明を簡潔にするためになされたことである。したがって、新たな実施形態を形成するために、その新たな実施形態が明記されていようと、されてなかろうと、異なる実施形態の様々な特徴を望むように組み合わせ適合させることができる。さらに、「一組の」様々の要素が説明されているが、「一組」は、ただ１つの要素を含む任意の数のそれぞれの要素を含むことができることが理解されよう。本明細書に説明されている特徴を組み合わせることまたは置き換えることは、本開示によって包含される。
【００３８】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明の実施形態を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実行を含め、当業者が本発明の実施形態を実践できるようにしている。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
【００３９】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
エンジンを始動させるためのエアタービンスタータ（１０２）であって、
入口（１１０）、出口（１１２）、および前記入口（１１０）と前記出口（１１２）との間を延在してガスの流れを連通させる流路（１１４）を画定するハウジング（１０８）と、
前記ハウジング（１０８）内に軸支され、前記流路（１１４）内に配置されて、機械的動力を前記ガスの流れから回転可能に取り出すタービン部材（１１６）と、
前記タービン部材（１１６）に駆動結合されたギアトレイン（１１８）と、
前記ギアトレイン（１１８）に動作可能に結合された駆動シャフト（１３６）を有するクラッチ（１３２）と、
前記エンジン（１）に動作可能に結合され、前記エンジン（１）とともに回転するように構成された、ねじ付き部分（２０６）を有する出力シャフト（２０２）と、
バックドライブデカップラ（２００）であって、
第１の端部（２０８）、および前記駆動シャフト（１３６）に動作可能に結合された第２の端部（２１０）を有するねじ付きシャフト（２０４）であって、前記出力部材（２０２）の前記ねじ付き部分（２０６）に対して選択的に受け入れ可能で、軸方向に移動可能であるねじ付きシャフト（２０４）と、
前記出力部材（２０２）を前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）に選択的に動作可能に結合する保持機構（２１８）と
を備えるバックドライブデカップラ（２００）と
を備えるエアタービンスタータ（１０２）であり、
駆動トルクが前記クラッチ（１３２）の出力部材から前記出力シャフト（２０２）に伝達されるときには、前記保持機構（２１８）に負荷がかからず、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達されるときには、前記出力部材（２０２）、保持機構（２１８）、およびねじ付きシャフト（２０４）に負荷がかかり、前記オーバーランニングトルクが特定レベルに達すると、前記保持機構（２１８）が、前記出力部材（２０２）と前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）との結合を解き、前記出力部材（２０２）が前記エンジン（１）との係合がはずれる切り離しおよび分離位置を画定する、エアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様２］
前記保持機構（２１８）が、前記出力部材（２０２）の一部分および前記ねじ付きシャフト（２０４）の一部分を通って軸方向に延在するシアピン（２１８）であり、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達すると前記ピン（２１８）が切れる、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様３］
前記出力部材（２０２）が、３つの螺旋雌ねじを有する出力シャフト（２０２）である、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様４］
前記ねじ付きシャフト（２０４）が、前記出力部材（２０２）の一部と当接する止め部（２１４）を前記第１の端部（２０８）にさらに備える、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様５］
前記駆動トルクが、前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記止め部（２１４）および前記出力シャフト（２０２）を通じて伝達される、実施態様４に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様６］
前記出力部材（２０２）を切り離しおよび分離位置に固定するように構成された係止機構（２２０）をさらに備える実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様７］
前記係止機構（２２０）がばねロック（２２０）を備える、実施態様６に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様８］
前記保持機構（２１８）が少なくとも１つの可動要素（３２０）を備え、前記可動要素（３２０）が前記出力部材（３０２）の接続部分（３２４）と係合する第１の位置（３２６）と、前記可動要素（３２０）が半径方向内向きに動かされる第２の位置（３２８）との間を前記可動要素（３２０）が移動可能である、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様９］
前記可動要素（３２０）が、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達したとき、前記ねじ付きシャフト（３０４）に受け入れられたチャネル（３２２）内を半径方向内向きに動くボールデテント（３２０）である、実施態様８に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様１０］
前記出力部材（２０２）の前記ねじ付き部分（２０６）が雌ねじ付き部分（２０７）である、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様１１］
前記出力シャフト（２０２）が第１の駆動面（２０９）をさらに備え、前記ねじ付きシャフト（２０４）が、前記第１の駆動面と相互係合して駆動トルクを伝達する第２の駆動面（２０５）を備える、実施態様１に記載のエアタービンスタータ（１０２）。
［実施態様１２］
バックドライブ時に、ねじ付き部分（２０７）を有する出力シャフト（２０２）を切り離すためのデカップラ組立体（１９０）であって、
止め部（２１４）を有する第１の端部（２０８）、および駆動シャフト（１３６）に動作可能に結合されるように構成された第２の端部（２１０）を有するねじ付きシャフト（２０４）であって、前記出力シャフト（２０２）の前記ねじ付き部分（２０７）に対して選択的に受け入れ可能で軸方向に移動可能なねじ付きシャフト（２０４）と、
前記出力シャフト（２０２）を前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）に選択的に動作可能に結合する保持機構（２１８）と
を備えるデカップラ組立体（１９０）であり、
駆動トルクが前記出力シャフト（２０２）に伝達されるときには、前記保持機構（２１８）に負荷がかからず、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達されるときには、前記出力シャフト（２０２）、保持機構（２１８）、およびねじ付きシャフト（２０４）に負荷がかかり、前記オーバーランニングトルクが特定レベルに達すると、前記保持機構（２１８）が、前記出力シャフト（２０２）と前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）との連結を解き、前記出力シャフト（２０２）が前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記第１の端部（２０８）から離れる方向に移動する、デカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１３］
前記保持機構（２１８）が、前記出力シャフト（２０２）の一部分および前記ねじ付きシャフトの一部分を通って軸方向に延在するシアピン（２１８）であり、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達すると前記ピンが切れる、実施態様１２に記載のデカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１４］
前記駆動トルクが、前記ねじ付きシャフト（２０４）の前記止め部（２１４）および前記出力シャフト（２０２）を通じて伝達される、実施態様１２に記載のデカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１５］
前記出力シャフト（２０２）を切り離し位置に固定するように構成された係止機構（２２０）をさらに備える実施態様１２に記載のデカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１６］
前記保持機構（２１８）が少なくとも１つの可動要素（３２０）を備え、前記可動要素（３２０）が前記出力シャフト（２０２）の接続部分（３２４）と係合する第１の位置（３２６）と、前記可動要素（３２０）が半径方向内向きに動かされる第２の位置（３２８）との間を前記可動要素（３２０）が移動可能である、実施態様１２に記載のデカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１７］
前記可動要素（３２０）が、前記オーバーランニングトルクが前記特定のレベルに達したとき、前記ねじ付きシャフト（２０４）に受け入れられたチャネル（３２２）内を半径方向内向きに動くボールデテント（３２０）である、実施態様１６に記載のデカップラ組立体（１９０）。
［実施態様１８］
タービン（１１６）を利用してガスの流れから機械的動力を取り出して、ギアトレイン（１１８）、およびねじ付き出力シャフト（２０２）を有するクラッチ（１３２）を駆動するステップ（４０２）と、
駆動トルクを、駆動シャフト（１３６）から、保持機構（２１８、３２０）によってねじ付き出力シャフト（２０２）内に保持されたねじ付きシャフト（２０４）を通じて、エンジン（１）に動作可能に結合されたねじ付き出力シャフト（２０２）に伝達するステップ（４０４）と、
バックドライビング時、オーバーランニングトルクが特定のレベルに達したとき、前記保持機構（２１８、３２０）によって保持することが止められ、その結果、前記ねじ付き出力シャフト（２０２）が、前記エンジン（１）から切り離されるステップ（４０６）と
を含むスタータモータ（１０２）を作動させるための方法（４００）。
［実施態様１９］
前記出力シャフト（２０２）を定位置に保持して、前記出力シャフト（２０２）と前記エンジン（１）とが再係合しないようすることをさらに含む、実施態様１８に記載の方法（４００）。
［実施態様２０］
前記クラッチ（１３２）によって、特定のレベルより低いオーバーランニングトルクが伝達され、前記出力シャフト（２０２）、保持機構（２１８、３２０）、およびねじ付きシャフト（２０４）に負荷がかかるオーバーランが可能になる、実施態様１８に記載の方法（４００）。
【符号の説明】
【００４０】
１  ガスタービンエンジン
１０  燃焼室
２０  高圧タービン領域
３０  低圧タービン領域
５０  ファン
６０  高圧圧縮領域
９０  機械的動力取り出し装置
１００  アクセサリギアボックス
１０１  ギアボックス
１０２  エアタービンスタータ
１０８  ハウジング
１１０  入口
１１２  出口
１１４  流路
１１６  タービン部材
１１８  ギアトレイン
１２０  リングギア
１２２  タービンシャフト
１２４  タービン軸受
１２６  キャリア軸受
１２７  ギアボックス内部
１２８  開口
１３０  キャリアシャフト
１３２  クラッチ
１３４  軸受
１３６  駆動シャフト
１３８  回転可能なシャフト
１９０  デカップラ組立体
２００  バックドライブデカップラ
２０２  出力シャフト
２０４  ねじ付きシャフト
２０５  第１の駆動面
２０６  ねじ付き部分
２０７  ねじ付き部分
２０８  第１の端部
２０９  第２の駆動面
２１０  第２の端部
２１２  キャップ組立体
２１４  止め部
２１６  縁
２１８  シアピン、保持機構
２２０  ばねロック、係止機構
３０２  出力シャフト
３０４  ねじ付きシャフト
３０８  第１の端部
３１８  プランジャ
３２０  可動要素、保持機構
３２２  チャネル
３２４  ポケット、接続部分
３２６  第１の位置
３２８  第２の位置
４００  方法
４０２  ステップ
４０４  ステップ
４０６  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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